X射线荧光光谱仪的分类及其工作原理

X射线荧光光谱仪的分类及其工作原理

X射线荧光光谱仪是现代科学仪器中非常重要的一类设备，广泛应用于材料科学、环境监测、考古学等多个领域。本文将详细介绍X射线荧光光谱仪的分类及其工作原理，帮助读者更好地理解这一科学仪器。

市面上主要的X射线荧光光谱仪分为两大类：波长色散型X射线荧光光谱仪和能量色散型X荧光光谱仪。
两者最大的区别在于对次级X射线（元素的特征谱线）分辨特征。
波长色散型X射线荧光光谱仪利用分光晶体的衍射来分离样品中的多色辐射；能量色散型X射线荧光光谱仪用探测器产生的电压脉冲和多道分析器来分辨样品中的特征射线。

波长色散型X荧光光谱仪分类

波长色散型X射线荧光光谱仪按照测角仪是否转动可分为扫描型和同时型两种。分析元素范围都是从Be~U，最大功率都是4KW。

扫描型（图2）即通过改变分光晶体和探测器的角度来获得元素信息，只需要几块晶体便能实现全元素分析，根据所测元素的不同，测试时间也不同。

扫描型波长色散X射线荧光光谱仪光路结构

同时型（图3）将分光晶体和探测器固定在不同的位置上，可同时获得多个元素信息。
根据所配分光晶体和探测器的个数，来确定测试元素的个数。这样的设计，使得测试速度更快，测试精度更高。
相对而言，同时型价格更贵，测试元素数量也有限制，需要额外增加测角仪才能实现全元素的分析。

同时型波长色散X射线荧光光谱仪光路结构

波长色散型X射线荧光光谱仪根据设备大小可分为高功率型和台式。
高功率型（图2、图3）一般最大功率能到4KW，台式（图4）功率根据设备的不同一般有50W、200W或400W等等。
图4 台式波长色散型X射线荧光光谱仪

能量色散型X荧光光谱仪分类

能量色散型X射线荧光光谱仪根据设备大小可分为台式和手持式两大类。
台式一般用于实验室，测试元素范围，精度和仪器灵敏度更高。
台式能量色散型X射线荧光光谱仪光路结构
手持式一般用于现场分析，功率较小，方便快捷。
图6 手持式能量色散型X射线荧光光谱仪

台式能量色散型X射线荧光光谱仪分类

台式能量色散型X射线荧光光谱仪可分为常规型（图5）、偏振型和毛细聚焦型。
偏振型（图7）可以大幅度降低背景噪音，提高峰背比，降低检出限。
偏振型能量色散型X射线荧光光谱仪光路结构
毛细聚焦型（图8）在能保证一定初级X射线强度下，聚焦初始X射线，光斑直径能到几十微米，提高初级X射线强度，降低检出限。这两款光谱仪价格比常规型较高。
图8 毛细聚焦型能量色散型X射线荧光光谱仪
毛细聚焦型能量色散型X射线荧光光谱仪光路结构